LinkSwitch-II-LED-Treiber Schaltung 350 mA, 12 V

Übertrager-Parameter
Kernmaterial
PC44, Luftspalt für ALG von 139nH/l2
Spulenkörper
Horizontal 10Pin, EE16
Wicklungsdetails
Schirmwicklung: 16Tsx2, ∅ AWG32
Primärwicklung: 100Ts, ∅ AWG33
Feedbackwicklung: 13Ts, ∅ AWG24
Sekundärwicklung: 14Ts, ∅ TIW24
Wicklungsanordnung
Schirm (Pin 1-NC), Primär (Pin 4-1),
Feedback (Pin 3-2), Sekundär (Pin 10-6)
Primärinduktivität
1,545 mH, ±10%
Resonanzfrequenz der
Primärinduktivität
500 kHz (min.)
Streuinduktivität
70 µH (max.)
Übertrager Parameter: AWG = American Wire Gauge; TIW = Triple Insulated Wire;
NC = No Connection
Tab. 3.20: Übertrager-Parameter
9.2.5 LinkSwitch-II-LED-Treiber Schaltung 350 mA, 12 V
Funktionsbeschreibung
Abbildung 3.271 zeigt das Schaltbild eines Universal Eingangsspannungs Netztteils
mit 12 V, 350 mA Ausgang zur LED Ansteuerung. Hier kommt der LNK605DG der
LinkSwitch-II Reihe zum Einsatz und steuert einen Transformator mit Mittelanzapfung
an. Die Schaltung arbeitet ohne galvanische Trennung und wird im AbwärtswandlerModus betrieben. Eine mittelangezapfte Abwärtswandlertopologie ist ideal für Wandler
mit einem hohen Tastverhältnis von Eingangsspannung zu Ausgangsspannung. Sie
bietet eine Strommultiplizierung am Ausgang, die es dieser Variante der Abwärtswandler Topologie möglich macht, für Anwendungen zu nutzen, bei denen Ausgangströme
größer als zweimal die Strombegrenzung des IC benötigt werden. Diese Topologie
führt zu sehr kleinen Schaltungen somit kleineren Induktivitäten und hat eine große
Effizienz (80% bei maximaler Last). Die EMI Befilterung ist hier recht einfach. Diese
Schaltung erfordert normalerweise eine Klemmschaltung auf der Primärseite. Doch auf
Grund des 700 V Mosfets integriert in U1, ist eine Klemmschaltung nicht notwendig.
IC U1 besteht aus einem Leistungsschalter (700 V MOSFET), einem Oszillator, einer
hoch integrierten Konstantspannung-(CV)/Konstantstrom-(CC) Kontrolleinheit sowie
Anlauf- und Sicherheitsfunktionen. Der MOSFET hat einen ausreichenden Spannungsbereich für Universaleingangspannungsanwendungen einschließlich Netzspannungsspitzen. Die Dioden D3, D4, D5 und D6 richten den Wechselstromeingang gleich und
werden mit L1 und den Kondensatoren C4 und C5 in PI (π) Filterschaltung gefiltert.
Diese Konfiguration ermöglicht es, die EMI Normen EN55015 Klasse B mit 10 dB
Band­breite einzuhalten, ohne einen Y Kondensator zu verwenden. Der Sicherungs­
widerstand (nicht entflammbarer Widerstand) RF1 begrenzt den Einschaltstrom und
sorgt für die Absicherung der Schaltung im Kurzschluss- bzw. Fehlerfalle.
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III Anwendungen
Abb. 3.271: Schaltbild eines 4,2 LED
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Wenn der Schalter in U1 schließt, steigt der Strom an und fließt durch die Last und
die Induktivität. Kondensator C1 filtert den Laststrom. Diode D1 schaltet nicht durch, da
sie in Sperrrichtung betrieben wird. Der Strom steigt weiterhin an bis die Stromgrenze
von U1 erreicht ist. Sobald der Strom die Grenze erreicht, öffnet der Schalter. Wenn der
Schalter offen ist, induziert die in Induktivität T1 gespeicherte Energie einen Strom, der
in die Ausgangsseite fließt: (PIN8-Pin7). Der Strom in der Ausgangswicklung steigt um
den Faktor 4,6 (dem Übersetzungsverhältnis) und fließt von der Ausgangsseite der Induktivität durch die Freilaufdiode hin zur Last. Bei niedriger Streuinduktivität (zwischen
den Induktivitäten 4-1 und 8-7) kann auf ein Snubber Netzwerk zur Spannungsbegrenzung am Drain von U1 verzichtet werden.
Die LED’s werden mit einem Konstantstrom betrieben, daher betreibt man U1 im
­Konstantstrom-Modus während des normalen Betriebs. Im CC Modus ist die Schalt­
frequenz als Funktion der Ausgangsspannung abgestimmt (abgetastet über Wicklung
Pin 5 und 6), um den Laststrom konstant zu halten. Die Eigenschaft der Konstantspannung bietet inhärenten Überspannungsschutz am Ausgang im Fall einer Leitungsunterbrechung der LED’s oder einer Lastunterbrechung.
Abb. 3.272: Effizienz bei voller Last
Designhinweise
• T1 hat ein Übersetzungsverhältnis von 4,6, um zu gewährleisten, dass diese Schaltung bei unterer Eingangspannung (85 VAC) im diskontinuierlichen Modus arbeitet
(DCM), D1 hat eine Durchsteuerzeit von mindestens 4,5 µs.
• Die Feedback-Widerstände R1 und R2 sollten eine Toleranz von 1% haben
• RF1 arbeitet als Sicherung: Er sollte so gewählt sein, dass die Einschaltstrom-Pulse
nicht zur Zerstörung führen
• Vorlast Widerstand R4 hält die Ausgangsspannung im lastseitigen Fehlerfalle aufrecht
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III Anwendungen
Abb. 3.273: Funkstörspannungsmessung
Drossel-Parameter
Kernmaterial
PC44, Luftspalt für AL von 86,3 nH/l2
Spulenkörper
Horizontal 8Pin, EE10
Wicklungsdetails
Hauptinduktivität: 97Ts, ∅ AWG34
Biaswicklung: 27Ts, ∅ AWG33
Feedbackwicklung: 27Ts, ∅ AWG24
Wicklungsanordnung
Hauptinduktivität (Pin 4-1), Biaswicklung (Pin 4-1)
Feedback (Pin 6-5),
Primärinduktivität
1,32 mH, ±10%
Resonanzfrequenz der
Primärinduktivität
1,1 MHz (min.)
Streuinduktivität
–
Übertrager Parameter: AWG = American Wire Gauge; TIW = Triple Insulated Wire
Tab. 3.21: Drossel-Parameter
9.2.6 25 W Quasi-Resonanz-Netzteil
Dieser Abschnitt beschreibt eine Lösung für ein Schaltnetzteil mit einer Ausgangsleistung von 25 W. Als Steuerbaustein wird der Green Mode FPS™ FSQ0365RL von
Fairchild verwendet. Der Eingangsspannungsbereich liegt zwischen 160–265 VRMS mit
einer DC Ausgangsspannung von 12 V/2,1 A.
Als Topologie verwendet das Netzteil einen Quasi-Resonanz-Wandler.
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